Устройство для определения средних объемных расходов жидкости и газа газожидкостного потока в трубопроводе. Советский патент 1991 года по МПК G01F1/00 

Изобретение относится к измерению расхода жидкости и газа, в частности к измерению расхода нефти и расхода попутного газа в продукции нефтяных скважин,

Целью изобретения является повышение точности и автоматизации процесса измерения.

На чертеже изображена схема измерения расходов.

На чертеже позициями обозначены: А, Б - участок трубопровода, относящийся к первому и второму заданному сечению трубопровода соответственно; трубопровод 1 системы сбора продукции нефтяных скважин; преобразователи 2 и 3 давления с аналоговыми выходами, установленные на участке А и Б трубопровода соответственно; преобразователи 4 и 5 объемного расхода газожидкостного потока с аналоговыми выходами, установленные на участке А и Б соответственно; исполнительный механизм 6 регулятора разности давлений (элемент, с

ахав %ourg

помощью которого меняется площадь проходного сечения участка трубопровода); микропроцессорный терминал-контроллер 7; коммутатор 8 анзлоговы;: сигналов; быстродействующий аналого-цифровой преобразователь 9(АЦП); процессор 10; таймер 11; цифроаналоговый преобразователь 12 (ЦАП); постоянное запоминающее устройство 13 (ПЗУ); оперативное запоминающее устройство 14 (ОЗУ); пульт 15 оператора; устройство 16 связи с верхним уровнем управления (ВУ); преобразователь температуры с аналоговым входом; поточный измеритель 18 содержания воды в продукции скважины с аналоговым выходом.

Устройство работает следующим образом.

Управление процессом определения расходов осуществляется процессором 10 согласно программе, находящейся в ПЗУ 13; После включения в работу процессор перегружает программу и необходимые данные

заданные значения коэффициентов, длиельности временных интервалов и т.п.) из ЗУ в ОЗУ 14.

Далее процессор выполняет программу пределения расходов жидкости и свободого газа по следующму алгоритму.

1.Запускает таймер 11 на отсчет времеи измерения заданной длительности.

2.Управляя коммутатором 8, последовательно подключает выходные сигналы преобразователей давления 2 и 3, расхода 4 и 5, температуры 17, влажности 18 к аходу АЦП 9, считывает преобразованные знзчениядавления РАИ расхода FnPA газожидкостного потока на участке А, давления Ps и

расхода РпРв на участке Б трубопровода, температуры t° и величины /5содержания воды в продукции скважины (доля воды в жидкости).

3.Если величина Рд-Рв ниже среднего заданного значения, формирует сигнал на уменьшение площади сечения участка трубопровода путем прикрытия клапана исполнительного органа 6 регулятора; если PA-PG выше верхнего заданного значения, формирует сигнал на увеличение площади сечения участка трубопровода путем приоткрытая клапана исполнительного органа 6 регулятора, в противном случае переходит к следующему пункту,

4.Запоминает измеренное значение параметров.

5.Если заданное время тЈзд не истекло, переходит к п.2, в противном случае - переходит к следующему пункту.

6.Определяет средние значения Fn

РВ

Fn рА,Рв,РА парем8тргаРп Рв,Рп РА,Рв,Рд/, Д соответственно, по их измеренным за

время rf значениям.

7. Определяют среднюю за время

величину Рж расхода жидкости, РГевА объемного расхода свободного газа и Рц расхода нефти по выражениям

.

ж

Р,ГА-(РгГв-РгГА)

FreeA ()

РА-РВ

РВ-РА

(Рд - Рв) Ро

х

К(Т0+т°)

Рн Рж(,

где Ро, То - стандартные значения дапления и температуры соответственно;

К- коэффициент сжимаемости газа. 8. Определяет общее количество нефти VH, жидкости Уж и свободного газа У/А про

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

шедших по участку А трубопровода, из выражений

VV, Vh -+FK ЈЙад;

Уж -Vx + Рж гЈад;

УгА УгА +РгевАгЈад,

где VH , Уж . УгА - общее количество нефти,- жидкости и газа соответственно, определенное в предыдущем интервале времени измерения.

9. Записывает в ОЗУ значения F,, рж, FreiA VH , Уж, УгА определяемые по измерениям в последующем истекшем интервале

времени измерения длительностью Јпад, вместо их значений, определенных в предпоследнем интервале времени измере «ия, и переходит к п. 1.

Кроме того, по запросу с верхнего уровня (By) или с пульта 15 оператора прерывает текущую программу и выставляет значения FH, РЖ, Ргев Ун, Уж, УгА для пеоедэчи на верхний уровень при помощи устройства16 связи или на -.гбло пульта опсратооа и продолжает выполнение прерванной программы.

Процесс измерения зкзнчмвается го команде с переносного пуьта или верхнем о уровня, или при о лючачуИ питания терми- зя б - нтрол/ 8оа.

Формула изобретения Устройство для определения средних объемных расходов жидкое™ и газа газожидкостного потока Р трубопровод з. содер- жаш-ее дьа преобразователя объемисто расхода с преобразоватеклм давпечия, установленные последовательно з трубопроводе, отличающееся тем, что, с иелью повышения точности и автоматизации процесса измерения расходов, в чего введены регулятор с исполимтет-ным мех -нигадоп, установленный мехду преоира опзтепями обьемного расхода, и микропроцессорный терминал-л -ироллер, содерхгидий цифро- аналоговый и аналого-цифровой преобразователи, таймер, постоянное и оперативное запоминающее устоойства, пульт оператора, устройство связи, процессор и коммутатор аналоговых сигналов, на выходы которого поступают си на ты с преобразователей сбьемногс расхода, давления и поо- цесеора, который электрически связан с аналого-цифровым м цифооаналоговы. ; преобразователями, таймером, постоянным и оперативным запоминающими устройствами, пультом оператора, устройством связи и через цифроаналого- вый преобразователь с исполнительным ме- ханизмом оегулятора.

Изобретение откосится к измерению расходов жидкости и газа газожидкостного потока и предназначено для измерения расходов газожидкостных сред при неизвестном соотношении между расходами жидкости и газа в потоке. Цель изобретения - повышение точности и автоматизации процесса измерения расходов. В процессе определения средних объемных расходов жидкости и газа газожидкостного потока в трубопроводе дважды измеряют величины среднего объемного расхода газожидкостного потока при двух различных давлениях в трубопроводе. 1 ил,